给超导量子电路洗个冷水澡 科学家开发新型冷却技术

典型的超导量子电路，必须在极低温度下运行。极低温度有助于保持量子态的稳定性。在量子计算中，量子比特的稳定性非常重要，因为它们需要保持在叠加态和纠缠态中进行计算。极低温度可以减少环境噪声和热涨落，从而减少对量子比特的干扰，提高量子计算的准确性和可靠性。

随着电路规模和复杂性的增长，这种热化问题变得越来越严重。液体冷却技术可以用于量子计算机。但极低温度会使大多数液体都会变成冰，为了解决这个问题，科学家们还在研究量子计算机新的冷却技术，一项新研究在该领域取得新突破。

典型的超导量子电路，必须在极低温度下运行。但极低温度会使大多数液体都会变成冰，只有两种氦同位素³He和⁴He在毫开尔文温度下仍保持液态。

来自英国国家物理实验室（NPL）、瑞典查尔姆斯理工大学等的科研人员开发了新技术，通过将量子电路浸入³He液体中，可将量子电路冷却到绝对零度以上千分之一，比以前实现的温度低近100倍。相关研究发表在《自然通讯》上。

科研人员观察到³He与量子电路材料中的原子级缺陷耦合非常强烈，并且与不存在³He相比，从这些缺陷中带走多余能量的速度要快1000倍以上，且³He不会直接干扰电路本身。与外推的理论预测相比，使用³He浸泡在最低温度下实验中的噪声也降低了1000倍以上。研究表明，这种机制经优化后，或可显著提高量子电路的相干性。特别是，它可能能够从根本上改变嘈杂环境的行为，使其安静并进一步提高电路的一致性。